นักวิจัย ม.มหิดล นำเทคโนโลยีสร้างเซลล์ต้นกำเนิดในห้องทดลอง หวังรักษาผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมีย

 

นักวิจัยจากสถาบันชีววิทยาศาสตร์โมเลกุล มหาวิทยาลัยมหิดล ก้าวหน้าอีกขั้นใช้เทคโนโลยีการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเหนี่ยวนำ (Induced pluripotent stem cells) ในห้องทดลองจากเซลล์ที่เจริญวัยเต็มที่ของผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอี เพื่อนำไปรักษาโรคนี้ด้วยยีนบำบัดในอนาคต นอกจากยังนี้ได้ค้นพบปัจจัยที่ส่งผลต่อความรุนแรงของโรคซึ่งมีความเป็นไปได้ในการพัฒนาเป็นยารักษาผู้ป่วยในอนาคต

ดร.อลิสา ทับสุวรรณ อาจารย์สถาบันชีววิทยาศาสตร์โมเลกุล ม.มหิดล เปิดเผยว่า โรคบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอีซึ่งเป็นโรคโลหิตจางชนิดหนึ่ง ที่สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรม พบได้ทั่วโลกโดยเฉพาะประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ มีสาเหตุจากความผิดปกติการสร้างสายโกลบินซึ่งเป็นส่วนประกอบของฮีโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดง เกิดจากการผ่าเหล่า (Mutation) บนยีนบีต้าโกลบินทั้งสองโครโมโซม โดยโครโมโซมข้างหนึ่งเกิดจากการผ่าเหล่าที่ทำให้ไม่เกิดการสร้างสายบีต้าโกลบิน ส่วนอีกข้างหนึ่งของโครโมโซมเกิดการผ่าเหล่าที่ทำให้เกิดกระตุ้นการตัดต่อพรีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบผิดปกติ (aberrantly spliced betaE-globin mRNA) ได้เป็นเอ็มอาร์เอ็นเอที่ไม่สามารถถอดรหัสเป็นสายบีต้าโกลบินได้ ในขณะเดียวกันก็ยังมีการตัดต่อพรีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบปกติ (normal spliced betaE-globin mRNA) ที่สังเคราะห์ได้สายบีต้าอีโกลบินแต่เนื่องมีการตัดต่อพรีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบผิดปกติ ทำให้การตัดต่อพรีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบปกติลดลงส่งผลให้มีการสร้างสายบีต้าโกลบินลดลง ทำให้เกิดพยาธิสภาพในเม็ดเลือดแดงตามมา

สถิติในประเทศไทย พบประชากรป่วยเป็นโรคนี้ประมาณ ๑๐๐,๐๐๐ ราย และมีทารกเกิดใหม่ปีละประมาณ ๓,๐๐๐ ราย นับว่าเป็นปัญหาทางสาธารณะสุขที่สำคัญของประเทศไทย ผู้ป่วยกลุ่มนี้จะมีอาการแสดงของโรคที่หลากหลายตั้งแต่มีอาการรุนแรงน้อยไม่จำเป็นต้องได้รับการรักษา จนไปถึงอาการรุนแรงมาก จะมีอาการซีดเรื้อรัง ตับ ม้ามโต ต้องได้รับการเปลี่ยนถ่ายเลือดไปตลอดชีวิต ซึ่งในปัจจุบันการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (Hematopoietic Stem Cell) จากคนปกติเป็นวิธีการเดียวที่จะรักษาผู้ป่วยให้หายขาดได้ แต่ยังมีข้อจำกัดจากการหาผู้บริจาคเซลล์ต้นกำเนิดที่มีเนื้อเยื่อเข้ากันได้กับผู้ป่วย แม้การคิดค้นวิธีการรักษาผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอีด้วยการใส่ยีนบีต้าโกลบินโดยใช้เลนติไวรัสเวคเตอร์เป็นพาหนะเข้าไปในเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแล้วทำการปลูกถ่ายเซลล์ที่ได้รับการแก้ไขความผิดปกติกลับเข้าไปในผู้ป่วย - จะช่วยลดปัญหาความไม่เข้ากันของเนื้อเยื่อระหว่างผู้ป่วยกับผู้บริจาคได้ แต่ผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยวิธีนี้ยังมีความเสี่ยงในการเกิดมะเร็งเนื่องจากเลนติไวรัสสามารถแทรกตัวเข้าไปในหน่วยพันธุกรรมหรือยีนที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม (Genome) ของผู้ป่วยและกระตุ้นการแสดงออกของยีนก่อมะเร็ง (Oncogene) การพัฒนาและคิดค้นวิธีการรักษาผู้ป่วยให้มีประสิทธิภาพและคำนึงถึงความปลอดภัยมีความสำคัญ

สำหรับการศึกษาวิจัยเรื่อง “โรคบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอี: ปัจจัยที่มีผลต่อความรุนแรงของโรคและการรักษาด้วยยีนบำบัดในเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเหนี่ยวนำ” ซึ่งเป็นผลงานวิทยานิพนธ์ดีเด่น สาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ จากสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปี ๒๕๕๗ นั้น ได้ทำการศึกษาผลของกระบวนการตัดต่อบีต้าอีพรีเอ็มอาร์เอนเอต่อความรุนแรงของโรคบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอี โดยวัดปริมาณบีต้าอีโกลบินเอ็มอาร์เอ็นเอที่เกิดจากการตัดต่อบีต้าอีพรีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบผิดปกติและปกติ ในตัวอ่อนเม็ดเลือดแดง (reticulocytes) ของผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอี พบว่า ๑ ใน ๓ ของกลุ่มผู้ป่วยที่มีอาการความรุนแรงน้อยมีสัดส่วนของปริมาณบีต้าอีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบปกติต่อปริมาณบีต้าอีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบผิดปกติสูงกว่าผู้ป่วยที่ในกลุ่มที่มีอาการความรุนแรงมาก องค์ความรู้ที่ได้นี้นำไปสู่การพัฒนายาเพื่อยับยั้งการการแสดงออกของยีนกลายพันธุ์ในบีต้าโกลบินอีเอ็มอาร์เอ็นเอแบบผิดปกติเพื่อเพิ่มปริมาณบีต้าโกลบินอีเพื่อนำไปรักษาโรคในอนาคต

นอกจากนี้ยังได้นำเทคโนโลยีนสร้างเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเหนี่ยวนำ Induced pluripotent stem cells (IPS Cells) มาเปลี่ยนแปลงเซลล์เจริญวัยเต็มที่ของผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมียฮีโมโกลบินอี ให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีคุณสมบัติคล้ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด จากนั้นทำการแก้ไขความผิดปกติในยีนบีต้าโกลบินโดยใส่ยีนบีต้าโกลบินโดยมีเลนติไวรัสเวคเตอร์นำส่งยีนเป็นไปเป็นเซลล์เม็ดเลือด เพื่อใช้เป็นเซลล์ทางเลือกสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด พบว่าหลังจากแก้ไขยีนแล้ว เซลล์ผู้ป่วยที่ไม่สามารถสร้างบีต้าโกลบินปกติสามารถกลับมาสร้างบีต้าโกลบินได้ สามารถปลูกติดในหนูทดลอง และเนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดชนิดเหนี่ยวนำมีคุณสมบัติพิเศษต่างจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่แยกได้จากผู้ป่วยคือ สามารถแบ่งตัวในหลอดทดลองได้ไม่มีที่สิ้นสุด จึงทำให้สามารถตรวจสอบและคัดเลือกเซลล์ที่มีเลนติไวรัสเวอร์แทรกตัวอยู่ในตำแหน่งที่ปลอดภัยไม่ก่อให้เกิดการกระตุ้นยีนก่อมะเร็ง ก่อนจะทำการปลูกถ่ายเซลล์ดังกล่าวให้กับผู้ป่วย ซึ่งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการทำยีนบำบัดโดยใช้เลนติไวรัสเวคเตอร์เป็นพาหนะ นับเป็นความสำเร็จอีกขั้นของนักวิจัยในพัฒนาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการรักษาผู้ป่วยบีต้าธาลัสซีเมียให้หายขาดในอนาคตทั้งนี้เรายังสามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปปรับใช้รักษาโรคเลือดทางพันธุกรรมชนิดอื่นได้